撫順市紅透山式多金屬礦床地質特征及資源潛力分析

撫順市紅透山式多金屬礦床地質特征及資源潛力分析

1957年，在紅透山中發(fā)現(xiàn)了一條中等規(guī)模的銅錫礦床。經過數百年的連續(xù)勘探，它已成為一條擁有100萬噸銅夏銅夏金屬的大型銅夏。這是中國東北部重要的銅資源生產基地。經過50多年的開采，目前礦產資源和服務年限不足10年。新的尋求新的霍里資源非常緊迫。圍繞紅透山式銅、鋅、金礦床的成因、資源潛力及勘查戰(zhàn)略,2003年由北京礦產地質研究院、遼寧省有色地質局勘查總院、撫順紅透山銅礦共同提出了紅透山式銅、鋅礦床接替資源勘查新思路,2004年被國土資源部列為第一批危機礦山接替資源勘查試點項目。經全國危機礦山管理辦公室批準,對其進行了大量長期系統(tǒng)的理論研究和野外調查,經2004～2005年工作,取得了較大的成果。1在礦地質背景下和資源潛力分析中1.1巖相古地理格局紅透山式銅鋅礦床分布在渾北太古宙花崗綠巖區(qū)紅透山組地層之中,所處大地構造部位為華北地臺北緣(東段)遼東臺背斜(Ⅱ級)鐵嶺—靖宇古隆起(Ⅲ級)部位。北東東向渾河—輝發(fā)河斷裂切穿花崗-綠巖地體,并產生左旋平移,形成渾北清原與吉林夾皮溝兩大綠巖分布區(qū)(見圖1)。清原花崗綠巖帶呈北東東向狹窄的長條狀分布其中。區(qū)內太古代地體分布有清原—龍崗、轉湘湖—線金廠2個高級變質-花崗穹窿區(qū)。圍繞高級區(qū)分布有清原渾北、渾南2個花崗綠巖區(qū)。渾北花崗-綠巖區(qū)面積約7500km2,其中綠巖范圍約1000km2,由西向東可分為下窩棚—紅旗山、紅透山—樹基溝、張胡溝—大荒溝3個綠巖分布區(qū)。經巖相古地理恢復表明,紅透山—樹基溝綠巖區(qū)由3個古火山盆地組成:紅透山盆地、西北天—華家溝盆地和樹基溝盆地。區(qū)域礦產以銅鋅礦為主,金礦為輔,目前已發(fā)現(xiàn)的主要礦床(點)有紅透山銅礦、樹基溝銅礦、紅旗山銅礦、烏金伙洛金礦、南龍王廟金礦等(見圖2)。1.2紅透山期銅、鋅礦(1)區(qū)域礦床點多、礦化分布范圍廣、礦體延深大。勘查工作已證實,紅透山地區(qū)可劃分紅透山—樹基溝、紅旗山—孤家子和稗子溝—大荒溝3個成礦帶,成礦基本上呈北東向帶狀展布。含礦巖系穩(wěn)定延長達數十千米,由此可見,在紅透山礦區(qū)及外圍找礦潛力很大。在紅透山—樹基溝礦帶內,以紅透山大型礦床為中心,礦床(點)呈帶狀-環(huán)狀衛(wèi)星式分布,目前發(fā)現(xiàn)紅透山式銅鋅礦床(點)30余處,具有工業(yè)意義的8處。累計探明銅、鋅儲量超百萬噸。礦化類型從浸染型到致密型,礦體埋藏深度從地表至1600m,顯示出礦化范圍、深度和規(guī)模較大的特點。(2)物、化探綜合信息顯示區(qū)內資源潛力較大。紅透山異常區(qū)是遼寧省面積最大的銅異常區(qū),濃集中心明顯,元素分帶清晰。據地球化學塊體計算,區(qū)內銅金屬供給量可達3.8億噸,鋅5.7億噸。在綠巖分布區(qū)內有2個銅金異常區(qū):(1)樹基溝—紅透山—下窩棚銅、金異常區(qū),異常面積約400km2,異常組合為Cu、Au、Ag、As、Hg。可劃分兩個銅鋅成礦帶,內有7個銅鋅工業(yè)礦床,6個金礦床。(2)稗子溝—南龍王廟—大荒溝銅金異常區(qū),異常面積約200km2,由10處銅異常和9處金異常組成,區(qū)內已發(fā)現(xiàn)銅、鋅、硫等工業(yè)礦床4個,層狀浸染狀金礦床2個。根據區(qū)域航磁、化探及近年地質勘查成果,在花崗綠巖區(qū)共圈定出13個金屬預測區(qū),總面積約800km2。其中銅4個,金1個,銅鎳3個,金銅4個,銅銀1個,顯示了渾北地區(qū)巨大的資源潛力。2資源替代研究的概念和基礎2.1金礦床花崗-綠巖區(qū)清原花崗—綠巖區(qū)內已發(fā)現(xiàn)的紅透山式銅、鋅礦床,為火山島孤環(huán)境的太古宙海底火山噴發(fā)塊狀硫化物礦床。吉林夾皮溝—金城洞花崗綠巖區(qū),為夾皮溝式金礦床集中區(qū)。2個花崗-綠巖區(qū)被北東東向渾河—輝發(fā)河斷裂左行錯開,水平錯距約150km。這一區(qū)域地質構造理論的提出,為在紅透山礦集區(qū)開展“夾皮溝”式金礦勘查提供了理論依據。2.2控礦層位及賦礦時代太古宙花崗-綠巖帶是銅、金礦的重要礦源層,通過與大型紅透山銅鋅礦床產出地層特征及找礦標志對比,對其他多個具相似發(fā)育特征的古火山盆地做了初步普查,發(fā)現(xiàn)眾多小型礦床圍繞固定層位分布,礦體賦存在距底部厚層拉斑玄武巖界面上10～150m范圍內,賦礦層位為火山沉積旋迴上部的薄層互層帶之中,具有明顯層控礦床特點,顯示出大礦深部有盲礦,小礦集中區(qū)有大礦的跡象。2.3紅透山式銅鋅礦床清原花崗-綠巖帶經歷了多期次的變形變質作用,對原始礦源層進行疊加改造,產生變質變形再就位、原始走向改變?yōu)楝F(xiàn)在的傾向及復雜的韌性剪切帶,使銅、金元素富集形成大型-超大型礦床(圖3)。紅透山式銅鋅礦床經歷多期次變質變形作用與混合巖化作用,含礦巖系及礦體形態(tài)極為復雜。近年來通過對紅透山和樹基溝本坑礦體變質變形褶皺構造研究,總結礦體側伏規(guī)律,開展已知礦體深部盲礦的探礦工作,取得了階段性成果。2.4礦床表面分布特點果解釋,查明了區(qū)域構造、古火山沉積盆地及礦體的賦存規(guī)律,提出完整的間接找礦依據(1)80%已知銅礦床(點)和100%被工業(yè)利用的礦床,都位于正負磁場梯度帶和垂向二次導數異常的零值線上,如紅透山、紅旗山、樹基溝等礦床位于紅透山正磁場周邊部、正負磁場1～2km的范圍內;(2)銅、金礦床位于上延不同高度垂直二導0值線交匯部或凸凹部位;(3)金礦床(點)多分布在磁性基底凸起和凹陷接壤部位,高磁場地帶中的局部低磁場中;區(qū)域成礦主要受渾河主斷裂與次一級構造所控制,礦床多產于兩者交匯處使找礦勘查工作有了新思路。2.5地表意義的探測工作紅透山式銅鋅礦床礦化分布范圍廣,以往工作多集中在紅透山組上部層位的“薄層互層帶”之中,通過對紅透山小西堡地區(qū)已知含礦層位上部石榴直閃石層位中地表發(fā)現(xiàn)銅礦(化)體,通過大功率、大深度物探可探源大地音頻電磁測量,在含礦巖系上、下部層位,又發(fā)現(xiàn)了新的低阻異常帶,為開展已知含礦巖系上下部層位及深部找礦工作,提供了間接的找礦證據;同時在樹基溝西北山混合巖蓋層下通過鉆探工程驗證,發(fā)現(xiàn)有含礦巖系存在并賦存有工業(yè)礦體,為在混合巖覆蓋區(qū)以下尋找隱伏的含礦巖系開展新一輪紅透山式銅鋅礦找礦又提出了新的找礦空間。2.6探深找盲偵查近年來,隨著地質勘查新技術不斷應用,目前大功率物探電法有效探測深度已達到1000m以下,為在老礦區(qū)外圍開展探深找盲勘查提供了手段。在區(qū)域地質構造理論基礎上,深入研究花崗綠巖帶的沉積環(huán)境、“控巖”、“控礦”及變質演化的成礦背景,總結控礦構造演化規(guī)律,利用歷年區(qū)域地、物、化探找礦信息,結合紅透山礦床地下開采及探礦最新成果,及時轉變找礦思路,利用地質勘查新技術、新方法開展新一輪的攻深找盲勘查工作。3資源替代計劃和工作3.1利用物化探方法發(fā)現(xiàn)下礦紅透山礦集區(qū)自1958年發(fā)現(xiàn)紅透山大型銅礦后,先后投入了大量的找礦工作,除發(fā)現(xiàn)一些小型衛(wèi)星礦床以外始終沒有取得突破性進展,主要有地質勘查技術原因也有地質認識原因。紅透山式銅鋅礦體具有明顯的“低阻高極化率”特征,圍巖電阻率較高,極化率較低,礦體與圍巖具有明顯的電性差異,利用電性參數為基礎的物探方法可以間接或直接發(fā)現(xiàn)礦體,為尋找深部礦體提供了良好的地球物理條件。從以往工作可以看出:物化探方法在發(fā)現(xiàn)紅透山礦床中發(fā)揮了極其重要的作用。隨著地質勘查新技術、新方法在老礦區(qū)的應用,尤其是近年來利用大功率EM67、GDP32Ⅱ儀器開展瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁法測量,通過對已知礦體開展方法有效性試驗證明,大功率瞬變電磁法和可控源音頻大地電磁法的有效探測深度可達到1000m以下,成為尋找大深度隱伏盲礦體的重要手段,使老礦山側、深部盲礦體勘查有了新進展。3.2紅透山紅透山期沉積型銅鋅礦巖石學和礦化學(1)大探測深度電磁法測量取得新成果1988年在紅透山銅礦床開展瞬變電磁法找礦試驗,發(fā)現(xiàn)了5個異常。對果園異常驗證結果,發(fā)現(xiàn)了水平厚度160m的銅鋅礦體,使紅透山銅、鋅、金礦的儲量翻了2倍。2004年在紅透山小西堡地區(qū)進行物探大功率瞬變電磁法測量,發(fā)現(xiàn)了具有不同深度的南北兩片異常,表明紅透山已知礦體側深部存在更大的找礦空間。2005年開展可控源大地音頻電磁測量,在紅透山小西堡地區(qū)獲得了7處不同深度的低阻異常,異?？傮w分為3個帶,分布在不同的火山沉積亞旋迴之中。與已知礦致異常特征類似,但異常規(guī)模更大、阻值低,有待于開展深部驗證。(2)在紅透山已知含礦巖系上下部層位不同火山沉積旋迴中發(fā)現(xiàn)新的礦化體在紅透山已知含礦巖系上部石榴直閃黑云斜長片麻巖層位中發(fā)現(xiàn)地、物、化探異常同步吻合、綜合找礦標志明顯。地表槽探揭露在石榴直閃黑云斜長片麻巖層位中見銅鋅礦(化)體。寬1.0～3.0m,Cu0.17%～0.32%,Zn最高0.32%,控制長800余米。經大功率可控源大地音頻電磁測量,深部發(fā)現(xiàn)有低阻異常體存在,可能存在局部富集地段。(3)紅透山礦區(qū)深部探礦獲得新的突破,對礦體側伏延伸趨勢有了新認識通過對紅透山已知礦體賦存變化規(guī)律分析,紅透山式銅鋅礦床層控標志明顯,礦體主要受褶皺構造所控制,在褶皺構造轉折端、核部礦體有增寬變厚趨勢。礦體向東側伏趨勢明顯,在紅透山礦-827中段F39斷層以東經沿脈及穿脈坑道探礦,發(fā)現(xiàn)了新的厚大銅鋅礦體。礦體最大厚度為>30m,控制長度約120m,礦石平均品位Cu1.906%;Zn2.875%;S27.317%;Au0.199×10-6;Ag48.396×10-6。(4)外圍找礦又取得新進展在紅透山外圍樹基溝盆區(qū)內,地質構造十分復雜,區(qū)內已知礦床點多,礦化類型多樣,礦體一般以隱伏形式賦存于紅透山組樹基溝段黑云斜長片麻巖中,且以往勘探深度淺,找礦潛力較大。(1)區(qū)內已發(fā)現(xiàn)銅鋅成礦帶長近6000m(從羅坎甸—樹基溝),寬近2000～3000m。2005年開展近4.6km2的可控源音頻大地電磁法測量,在西北山—樹基溝本坑之間共發(fā)現(xiàn)3條低阻異常帶和11處局部低阻異常。低阻異常體形態(tài)與區(qū)域褶皺構造形態(tài)吻合性較好,將異常分布范圍與已知礦體進行對比分析,推測礦體有向深部延伸趨勢。(2)西北山—樹基溝區(qū),在物探低阻異常區(qū),土壤測量發(fā)現(xiàn)了多處銅鋅銀汞綜合異常,尤其是大范圍汞異常的出現(xiàn),表明此區(qū)段地質構造活動頻繁,為成礦元素的活化、運移、富集提供了有利的條件。地質及物、化探異常吻合表明,在此區(qū)段深部具有形成銅鋅礦體的可能性。(3)西北山地表和深部礦體控礦地層研究證明,樹基溝—跳石背南部花崗混合巖覆蓋區(qū)下部含礦巖系及礦體厚度穩(wěn)定,品位變富,為在礦區(qū)范圍混合巖覆蓋區(qū)尋找隱伏含礦巖系及礦體開辟了新的找礦空間。4紅透山礦床成礦條件分析